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Blochs Forschungsschwerpunkt ist die Untersuchung ultrakalter Quantengase in künstlichen Kristallen aus Laserstrahlen, sogenannte optische Gitter. Ein solcher Quantensimulator ist ein Labormodell, in dem Forscherinnen und Forscher das Verhalten von Elektronen in einem realen Festkörper wie z.B. Metall nachstellen.

Die Gas-Atome werden dabei auf eine Temperatur nahe des absoluten Nullpunkts (- 273,15°C) heruntergekühlt und übernehmen im Modell die Rolle der Elektronen in Festkörpern. Ein Vorteil ist, dass die Eigenschaften der Atome durch Veränderung des Lichtgitters und äußere Magnetfelder gezielt beeinflusst und untersucht werden können. In den realen Festkörpern wäre das so nicht möglich, weil man für jeden Test eine neue Probe benötigen würde. Die Quantensimulatoren können helfen, Materialien mit maßgeschneiderten Eigenschaften zu entwickeln – etwa für neue Supraleiter, die Strom verlustfrei leiten können, genauere Atomuhren oder als Speicherbausteine für ultraschnelle Computer.

Die Welt der Elementarteilchen im Wolfgang Pauli-Hörsaal

Prof. Blochs Vortrag, den er auf Englisch hielt, lautete: „Probing Quantum Matter Atom-by-Atom in Artificial Chrystals of Light“ („Experimentieren mit Quantenmaterie in künstlichen Kristallen aus Licht“). Zahlreiche Gäste waren in den Wolfgang Pauli-Hörsaal des Fachbereichs Physik gekommen und ließen sich in die Welt der Elementarteilchen mitnehmen. Ihnen wurde unter anderem erklärt, wie die künstlichen Festkörpersysteme Atom für Atom beobachtet und kontrolliert werden können. Außerdem erfuhren Sie, dass für die Berechnung der Wechselwirkungen in einem System aus nur 300 Quantenteilchen ein herkömmlicher Computer mehr Speicherzellen benötigen würde, als es Protonen im sichtbaren Universum gibt.

Ein vielfach ausgezeichneter Forscher

Nach Physikstudium in Bonn und einem Forschungsaufenthalt an der Stanford-Universität promovierte Immanuel Bloch beim späteren Physik-Nobelpreisträger Theodor Hänsch an der Münchener Ludwig-Maximilians-Universität (LMU). Seit 2008 ist er wissenschaftlicher Direktor am Max-Planck-Institut für Quantenoptik und seit 2009 auch Professor für Quantenoptik an der LMU. Er erhielt bereits zahlreiche renommierte Wissenschaftspreise.

Körber-Preis prämiert exzellente und innovative Forschung

Der Körber-Preis zeichnet jährlich herausragende, in Europa tätige Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus. Der Preis ist mit 750.000 Euro dotiert. Prämiert werden exzellente und innovative Forschungsansätze mit hohem Anwendungspotential auf dem Weg zur Weltgeltung. Die Auswahl trifft ein international besetztes Kuratorium unter dem Vorsitz von Prof. Dr. Peter Gruss, Präsident der Max-Planck-Gesellschaft.